(57)【要約】  【課題】  開口形状や開口領域の異なる燃焼手段と貯留手段とを連結しつつ、燃焼手段で発生した熱エネルギー効率よく回収可能な温水装置、並びに、当該温水装置等の熱源として最適な燃焼装置の提供を目的とする。  【解決手段】  温水装置１は、燃料を燃焼する燃焼手段２と、熱交換手段１０５とが接続部材９０によって連結されている。接続部材９０は、燃焼部７の下端部７ａに装着される燃焼側接続部材９３と、貯留手段１０５の上端部１０５ｂに装着される貯留側接続部材９２とを具備している。燃焼手段２は開口形状が略矩形であり、貯留手段１０５は開口形状が略円形である。燃焼手段２と貯留手段１０５とを重ね合わせた時に形成されるはみ出し部Ａ，Ｂは、貯留側接続部材９２および燃焼側接続部材９３によって閉塞されている。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段に接続される熱交換手段と、前記燃焼手段と熱交換手段とを結合する結合手段とを具備しており、前記燃焼手段は、燃焼により発生する燃焼ガスを放出する燃焼側開口端を有し、前記熱交換手段は、前記燃焼側開口端に対向し接続される熱交側開口端を有し、熱交側開口端および前記燃焼側開口端のいずれか一方あるいは双方には、両者を重ね合わせた時に一方の開口領域中に他方の開口領域の外に出るはみ出し部があり、当該はみ出し部は、前記結合手段によって閉塞されることを特徴とする温水装置。
【請求項２】
燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段に接続される熱交換手段と、前記燃焼手段と熱交換手段とを結合する結合手段とを具備しており、前記燃焼手段は、燃焼により発生する燃焼ガスを放出する燃焼側開口端を有し、前記熱交換手段は、前記燃焼側開口端に対向し接続される熱交側開口端を有し、当該熱交側開口端は、前記燃焼側開口端と開口形状あるいは開口領域の大きさのいずれか一方または双方が異なり、前記結合手段には、燃焼手段と熱交換手段とを接続した際における燃焼側開口端および熱交側開口端の開口領域の重複部分に相当する形状の連通孔が設けられていることを特徴とする温水装置。
【請求項３】
結合手段は、燃焼手段の燃焼側開口端に装着される燃焼側結合部材と、熱交換手段の熱交側開口端に装着される熱交側結合部材とを具備していることを特徴とする請求項１又は２に記載の温水装置。
【請求項４】
結合手段は、燃焼手段の燃焼側開口端に装着され、熱交換手段の開口形状に合わせて燃焼側開口端の開口面積を縮小する燃焼側結合部材と、熱交換手段の熱交側開口端に装着され、燃焼手段の開口形状に合わせて熱交側開口端の開口面積を縮小する熱交側結合部材とを具備していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の温水装置。
【請求項５】
燃焼側開口端および熱交側開口端のいずれか一方又は双方にはフランジ部があり、結合手段は、燃焼手段の燃焼側開口端に装着される燃焼側結合部材と、熱交換手段の熱交側開口端に装着される熱交側結合部材と、挟持部材とを有し、当該挟持部材は前記燃焼側結合部材および熱交側結合部材とフランジ部とを挟持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の温水装置。
【請求項６】
熱交換手段は、湯水又は熱媒体を貯留する貯留空間と、燃料の燃焼により発生した燃焼ガスが通過する燃焼ガス通路とを具備していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の温水装置。
【請求項７】
燃焼手段は、液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化部を有し、当該気化部において生成された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼し、火炎を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の温水装置。
【請求項８】
燃焼手段は、液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化部を有し、当該気化部において生成された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼し、火炎を形成するものであり、前記燃焼部は、前記燃料ガスまたは混合ガスが通過するガス開口に、網状部材を介して炎孔部材を被覆させたものであり、炎孔部材は、燃料ガスまたは混合ガスを噴出して火炎を形成する炎孔を有し、前記網状部材は、エキスパンドメタルにより作製されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の温水装置。
【請求項９】
燃焼手段は、液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化部を有し、当該気化部において生成された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼し、火炎を形成するものであり、前記燃焼部は、前記燃料ガスまたは混合ガスが通過するガス開口に、網状部材を介して炎孔部材を被覆させたものであり、炎孔部材は、燃料ガスまたは混合ガスを噴出して火炎を形成する炎孔を有し、前記網状部材は、エキスパンドメタルを厚み方向に圧縮したものにより作製されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の温水装置。
【請求項１０】
網状部材は、ＳＵＳ４３０製の板体にエキスパンド加工を施したものであることを特徴とする請求項９に記載の温水装置。
【請求項１１】
燃焼手段は、液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化部と、当該気化部において生成された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを燃焼し、火炎が形成される燃焼部と、当該燃焼部内に導入された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを点火する点火手段とを具備しており、前記燃焼部は、一以上の長辺と、当該長辺よりも短い一以上の短辺とからなる開口形状を有し、前記気化部の一部または全部は燃焼部内に露出しており、前記点火手段は、燃焼部内であって、前記気化部に対して燃焼部の長辺の延伸方向に外れた位置で点火動作を行うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の温水装置。
【請求項１２】
液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化部を有し、当該気化部において生成された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼し、火炎を形成するものであり、前記燃焼部は、前記燃料ガスまたは混合ガスが通過するガス開口に、網状部材を介して炎孔部材を被覆させたものであり、炎孔部材は、燃料ガスまたは混合ガスを噴出して火炎を形成する炎孔を有し、前記網状部材は、エキスパンドメタルを厚み方向に圧縮したものにより作製されていることを特徴とする燃焼装置。
【請求項１３】
燃焼部内に導入された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを点火する点火手段を具備しており、燃焼部は、一以上の長辺と、当該長辺よりも短い一以上の短辺とからなる開口形状を有し、前記気化部の一部または全部は燃焼部内に露出しており、前記点火手段は、燃焼部内であって、前記気化部に対して燃焼部の長辺の延伸方向に外れた位置で点火動作を行うことを特徴とする請求項１２に記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
湯水あるいは熱媒体を貯留する貯留手段を備えた貯留型温水装置、並びに、液体燃料を気化して燃焼する燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下記特許文献１，２に開示されている温水装置のように、湯水や熱媒体を貯留する貯留空間と、貯留空間を貫通する燃焼ガス通路を有する貯留手段を具備したいわゆる貯留型の温水装置がある。この種の温水装置の多くには、燃焼手段として、石油等の液体燃料を燃焼室内に噴霧して火炎を形成するものが採用されている。上記した温水装置では、燃焼により発生した高温の燃焼ガスが燃焼ガス通路を通過し、貯留手段内の湯水や熱媒体が、燃焼ガス通路を通過する燃焼ガスとの熱交換により加熱される。
【特許文献１】特開２００３−２２７６５８号公報
【特許文献２】特開２００２−１３８１９号公報
【０００３】
また、従来より、下記特許文献３に開示されているような燃焼装置を燃焼手段として備えた温水装置がある。特許文献３に開示されている燃焼装置は、液体燃料を気化して発生する燃料ガスあるいはこの燃料ガスと空気との混合ガスを燃焼するものであり、高い燃焼能力を持つ。
【特許文献３】特開２００２−３３３１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１，２に開示されているような温水装置は、貯留手段に湯水や熱媒体を貯留しておくものであり、暖房装置等の負荷端末の熱源として好適に使用できる。しかし、特許文献１，２で採用されている燃焼手段は、液体燃料を噴霧して燃焼するものであり、大きな燃焼室を要する。そのため、特許文献１，２に開示されている温水装置は、装置構成が小型化が困難であり、設置スペース等に大きな制約があった。
【０００５】
そこで、本発明者らは、貯留型温水装置をより一層小型化すべく、燃焼手段として上記特許文献３に開示されている燃焼装置ような所謂気化式の燃焼装置を採用して実験を重ねた。上記特許文献３に開示されている燃焼装置の多くは、燃焼室内に多数の炎孔を形成し、そのそれぞれに火炎を形成するものである。かかる構成の燃焼装置では、十分な燃焼能力を得るために炎孔を高密度に配置することが望ましい。そこで、気化式の燃焼装置の多くは、十分な燃焼能力を得るために開口形状が矩形の燃焼室内に炎孔を直線状に並べて形成している。
【０００６】
一方、上記特許文献１，２のような貯留型の温水装置の多くは、燃焼ガスが通過する燃焼ガス通路が貯留手段を貫通している。貯留型の温水装置では、燃焼ガス通路を通過する燃焼ガスとの熱交換を効率よく行い、貯留している湯水や熱媒体を略均一に加熱すべく、貯留手段の開口形状が略円形となっている。
【０００７】
上記したように、気化式の燃焼装置の燃焼能力を十分に発揮しつつ、効率よく貯留手段内の湯水や熱媒体を加熱するためには、燃焼部の開口形状が略矩形の燃焼手段と、円筒形の貯留手段とを接続した構成とすることが望ましい。
【０００８】
しかし、上記したように、何らかの理由で開口形状や開口領域の異なる燃焼手段および貯留手段を接続する場合は、一方の開口領域中に他方の開口領域の外に出るはみ出し部分ができてしまい、燃焼手段で発生した熱エネルギーを貯留手段側に十分伝達できないという問題がある。
【０００９】
また、本発明者らの実験の結果、上記したように気化式の燃焼手段に対して貯留手段を接続した場合、貯留手段内の湯水や熱媒体が次第に高温になるとこの熱の影響を受けて燃焼手段の炎孔部分がさらに高温になる。そのため、燃焼手段に隣接した位置に貯留手段のように高温になる部位がある場合は、燃焼室内に配置された炎孔が高温となり赤熱等を起こし、燃焼手段の耐久性が低下してしまうという問題がある。
そこで、本発明では、開口形状や開口領域の異なる燃焼手段と貯留手段とを連結しつつ、燃焼手段で発生した熱エネルギー効率よく回収可能な温水装置、並びに、当該温水装置等の熱源として最適な燃焼装置の提供を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段に接続される熱交換手段と、前記燃焼手段と熱交換手段とを結合する結合手段とを具備しており、前記燃焼手段は、燃焼により発生する燃焼ガスを放出する燃焼側開口端を有し、前記熱交換手段は、前記燃焼側開口端に対向し接続される熱交側開口端を有し、熱交側開口端および前記燃焼側開口端のいずれか一方あるいは双方には、両者を重ね合わせた時に一方の開口領域中に他方の開口領域の外に出るはみ出し部があり、当該はみ出し部は、前記結合手段によって閉塞されることを特徴とする温水装置である。
【００１１】
本発明の温水装置は、熱交換手段の熱交側開口端および燃焼手段の燃焼側開口端のいずれか一方あるいは双方に、熱交換手段と燃焼手段とを重ね合わせた時に一方の開口領域中に他方の開口領域の外に出るはみ出し部がある。そのため、ただ単に燃焼手段と熱交換手段とを接続するだけでは、燃焼手段と熱交換手段との間にはみ出し部が生じてしまい、当該はみ出し部から燃焼手段において発生した高温の燃焼ガスの一部が漏出してしまうおそれがある。
【００１２】
上記したように、本発明の温水装置は、燃焼手段と熱交換手段との間に発生するはみ出し部を結合手段によって閉塞した構造となっている。そのため、燃焼手段において発生した高温の燃焼ガスや熱エネルギーはもれなく熱交換手段に至る。従って、本発明によれば、燃焼手段および熱交換手段の開口形状や開口領域の大きさが異なる場合であっても、燃焼ガスの持つ熱エネルギーを十分に回収可能な熱回収効率に優れた温水装置を提供できる。
【００１３】
また、同様の課題を解決すべく提供される請求項２に記載の発明は、燃料を燃焼する燃焼手段と、当該燃焼手段に接続される熱交換手段と、前記燃焼手段と熱交換手段とを結合する結合手段とを具備しており、前記燃焼手段は、燃焼により発生する燃焼ガスを放出する燃焼側開口端を有し、前記熱交換手段は、前記燃焼側開口端に対向し接続される熱交側開口端を有し、当該熱交側開口端は、前記燃焼側開口端と開口形状あるいは開口領域の大きさのいずれか一方または双方が異なり、前記結合手段には、燃焼手段と熱交換手段とを接続した際における燃焼側開口端および熱交側開口端の開口領域の重複部分に相当する形状の連通孔が設けられていることを特徴とする温水装置である。
【００１４】
本発明の温水装置は、燃焼手段の燃焼側開口端の開口形状や開口領域が熱交換手段の熱交側開口端のものと異なる。そのため、ただ単に燃焼手段と熱交換手段とを接続するだけでは、燃焼手段と熱交換手段との間にはみ出し部が生じてしまい、当該はみ出し部から燃焼手段において発生した高温の燃焼ガスの一部が漏出してしまうおそれがある。
【００１５】
上記したように、本発明の温水装置は、結合手段に燃焼手段と熱交換手段とを接続した際における燃焼側開口端および熱交側開口端の開口領域の重複部分に相当する形状の連通孔が形成されている。そのため、本発明の温水装置では、燃焼手段と熱交換手段とを重ねあわせた際に発生するはみ出し部が結合手段によって閉塞され、燃焼手段において発生した高温の燃焼ガスが外部に漏れずに熱交換手段に流れ込む。従って、本発明によれば、開口形状や開口領域の異なる燃焼手段および熱交換手段を採用しつつ、燃焼ガスの持つ熱エネルギーを十分に回収可能な熱回収効率に優れた温水装置を提供できる。
【００１６】
上記請求項１又は２に記載の温水装置において、結合手段は、燃焼手段の燃焼側開口端に装着される燃焼側結合部材と、熱交換手段の熱交側開口端に装着される熱交側結合部材とを具備してもよい。（請求項３）
【００１７】
かかる構成によれば、燃焼側開口端および熱交側開口端の開口形状および開口領域に合致した結合手段を容易かつ安価に製造できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、結合手段が、燃焼手段の燃焼側開口端に装着され、熱交換手段の開口形状に合わせて燃焼側開口端の開口面積を縮小する燃焼側結合部材と、熱交換手段の熱交側開口端に装着され、燃焼手段の開口形状に合わせて熱交側開口端の開口面積を縮小する熱交側結合部材とを具備していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の温水装置である。
【００１９】
本発明の温水装置は、燃焼側結合手段および熱交側結合手段により、燃焼手段と熱交換手段とを重ね合わせた時に一方の開口領域中に他方の開口領域の外に出るはみ出し部を閉塞されている。そのため、燃焼手段において発生した高温の燃焼ガスは、漏れなく熱交換手段に流れ込み、熱交換を行う。従って、本発明によれば、燃焼手段において発生した熱エネルギーを十分回収可能なエネルギー回収効率の高い温水装置を提供できる。
【００２０】
また、本発明の温水装置は、燃焼側開口端の開口形状や開口領域が熱交側開口端のものと異なるため、結合手段を一体物として作製するには手間がかかり、製造コストが高くなる。しかし、本発明の温水装置では、結合手段が燃焼手段に装着される燃焼側結合部材と、熱交換手段に装着される熱交側結合部材とを具備した構成であるため、結合手段の製造が容易であり、結合手段の製造に要するコストも最小限に抑制できる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、燃焼側開口端および熱交側開口端のいずれか一方又は双方にフランジ部があり、結合手段が、燃焼手段の燃焼側開口端に装着される燃焼側結合部材と、熱交換手段の熱交側開口端に装着される熱交側結合部材と、挟持部材とを有し、当該挟持部材が前記燃焼側結合部材および熱交側結合部材とフランジ部とを挟持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の温水装置である。
【００２２】
上記した構成によれば、燃焼側結合部材および熱交側結合部材とフランジ部とを挟持部材で挟持でき、燃焼手段と熱交換手段とをしっかりと一体化すると共に、燃焼手段や熱交換手段と結合手段との間や、燃焼側結合部材と熱交側結合部材との間における隙間の発生を防止できる。従って、上記した構成によれば、燃焼手段において発生した燃焼ガスが確実に熱交換手段に供給され、熱エネルギーの回収を十分に行える。
【００２３】
上記請求項１乃至５のいずれかに記載の温水装置は、熱交換手段が、湯水又は熱媒体を貯留する貯留空間と、燃料の燃焼により発生した燃焼ガスが通過する燃焼ガス通路とを具備していることを特徴とするであってもよい。（請求項６）
【００２４】
請求項７に記載の発明は、燃焼手段が、液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化部を有し、当該気化部において生成された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼し、火炎を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の温水装置である。
【００２５】
本発明の温水装置が備える燃焼手段は、液体燃料を気化して発生する燃焼ガスや、この燃焼ガスと空気との混合ガスを燃焼するものであるため、燃料を燃焼室内に噴霧して燃焼するいわゆる噴霧型の燃焼手段を備えたものよりも構成がコンパクトであり、燃焼作動時に発生する騒音も小さい。従って、本発明によれば、小型で燃焼騒音の小さな温水装置を提供できる。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、燃焼手段が、液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化部を有し、当該気化部において生成された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼し、火炎を形成するものであり、前記燃焼部が、前記燃料ガスまたは混合ガスが通過するガス開口に、網状部材を介して炎孔部材を被覆させたものであり、炎孔部材が、燃料ガスまたは混合ガスを噴出して火炎を形成する炎孔を有し、前記網状部材が、エキスパンドメタルにより作製されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の温水装置である。
【００２７】
本発明の温水装置は、液体燃料を気化して発生する燃焼ガスや、この燃焼ガスと空気との混合ガスを燃焼するいわゆる気化式の燃焼手段を具備している。気化式の燃焼手段は、いわゆる噴霧型の燃焼手段のように燃料を噴霧するための大きな燃焼空間を必要としない。また、気化式の燃焼手段は、燃料を噴霧する必要がないため、燃焼作動時に発生する騒音も極めて小さい。従って、本発明によれば、装置構成がコンパクトで作動音の小さな温水装置を提供できる。
【００２８】
また、本発明の温水装置において採用されている燃焼手段は、ガス開口に、網状部材を介して炎孔部材を被覆させた構成であるため、燃料ガスまたは混合ガスはガス開口を通過することにより十分混合された後に炎孔から噴出される。そのため、前記燃焼手段は、燃焼状態が安定しており、供給された燃料を完全燃焼できる。
【００２９】
上記したように、燃焼手段は、網状部材を介して炎孔部材を被覆させた構成となっており、炎孔部材の持つ熱が網状部材を介して他部材に伝播して放出される。そのため、燃焼手段は、燃焼手段の炎孔部材が過度に高温とならず、炎孔部材の赤熱等の不具合が起こらない。従って、本発明の温水装置は、燃焼手段の耐久性が高い。
【００３０】
本発明の温水装置では、網状部材としてエキスパンドメタルを採用している。エキスパンドメタルは、薄板に細かい切目を交互に入れたものを引っ張って広げるエキスパンド加工を施したものであり、一般的に細い金属糸等を編んで構成される金網類よりも厚み方向に平坦であり製造コストも安価である。そのため、本発明の温水装置では、網状部材として金網類を採用した場合よりも炎孔部材と網状部材との密着性が高く、炎孔部材の熱をスムーズに放出できる。従って、上記した構成によれば、炎孔部材の過昇温に伴う赤熱等の不具合を解消しつつ、温水装置の製造コストを抑制することができる。
【００３１】
また、本発明の温水装置において網状部材の素材として採用されているエキスパンドメタルは、金属糸等を編んで構成される金網類よりも強度が高い。そのため、本発明の温水装置では、炎孔部材が高温になる条件下であっても網状部材の損傷等が起こらない。
【００３２】
請求項９に記載の発明は、燃焼手段が、液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化部を有し、当該気化部において生成された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼し、火炎を形成するものであり、前記燃焼部が、前記燃料ガスまたは混合ガスが通過するガス開口に、網状部材を介して炎孔部材を被覆させたものであり、炎孔部材が、燃料ガスまたは混合ガスを噴出して火炎を形成する炎孔を有し、前記網状部材が、エキスパンドメタルを厚み方向に圧縮したものにより作製されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の温水装置である。
【００３３】
上記した構成によれば、装置構成がコンパクトで作動音の小さな温水装置を提供できる。また、上記したように、本発明の温水装置が備える燃焼手段は、ガス開口と炎孔部材との間に網状部材が介在した構成となっている。そのため、ガス開口から噴出する燃料ガスや混合ガスは網状部材を通過することにより攪拌された後噴出される。従って、上記した構成によれば、燃焼手段における燃焼状態が安定しており、供給された燃料を完全燃焼可能な燃焼安定性に優れた温水装置を提供できる。
【００３４】
上記したように、本発明の温水装置では、網状部材としてエキスパンドメタルを厚み方向に圧縮したものを採用している。上記したように、エキスパンドメタルは、厚み方向に比較的平坦であるが、薄板に細かい切目を交互に入れたものを引っ張って広げたものであるため厚み方向に僅かに隆起部分がある。本発明の温水装置で採用されている網状部材は、エキスパンドメタルを厚み方向に圧縮したものであるため、前記したような隆起部分が殆どない。そのため、網状部材は、炎孔部材や他部材との密着性が高く、炎孔部材の持つ熱をスムーズに放出できる。従って、本発明によれば、炎孔部材が過度に高温にならず、燃焼手段の耐久性に優れた温水装置を提供できる。
【００３５】
上記請求項９に記載の温水装置において採用されている網状部材は、ＳＵＳ４３０製の板体にエキスパンド加工を施したものであってもよい。（請求項１０）
【００３６】
本発明において採用されている網状部材は、ＳＵＳ４３０製であるため、熱伝導率が極めて高い。そのため、上記した構成によれば、炎孔部材の過昇温およびこれに伴う不具合を確実に防止できる。
【００３７】
請求項１１に記載の発明は、燃焼手段が、液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化部と、当該気化部において生成された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを燃焼し、火炎が形成される燃焼部と、当該燃焼部内に導入された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを点火する点火手段とを具備しており、前記燃焼部が、一以上の長辺と、当該長辺よりも短い一以上の短辺とからなる開口形状を有し、前記気化部の一部または全部が燃焼部内に露出しており、前記点火手段が、燃焼部内であって、前記気化部に対して燃焼部の長辺の延伸方向に外れた位置で点火動作を行うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の温水装置である。
【００３８】
上記したように、本発明の温水装置は、燃焼手段と熱交換手段とを重ね合わせた時に熱交換手段の開口領域中に燃焼手段の開口領域からはみ出す部分が形成される場合がある。この場合、燃焼手段側から前記はみ出し部分に気流が発生し、点火動作後の火移りがうまく進まないおそれがある。従って、本発明の燃焼装置では、前記気流の上流側で点火動作を行うことが望ましい。
【００３９】
本発明の燃焼装置では、上記した気流の上流側に相当する点火手段が気化部に対して燃焼部の長辺の延伸方向に外れた位置で点火動作を行う構成となっている。そのため、本発明の燃焼装置は、点火動作に伴う火移りがスムーズであり、着火不良による未燃成分等の発生が少ない。
【００４０】
請求項１２に記載の発明は、液体燃料を気化して燃料ガスを生成する気化部を有し、当該気化部において生成された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを燃焼部へ送出して燃焼し、火炎を形成するものであり、前記燃焼部は、前記燃料ガスまたは混合ガスが通過するガス開口に、網状部材を介して炎孔部材を被覆させたものであり、炎孔部材は、燃料ガスまたは混合ガスを噴出して火炎を形成する炎孔を有し、前記網状部材は、エキスパンドメタルを厚み方向に圧縮したものにより作製されていることを特徴とする燃焼装置である。
【００４１】
本発明の燃焼装置は、液体燃料を気化して発生する燃焼ガスや、この燃焼ガスと空気との混合ガスを燃焼するいわゆる気化式の燃焼手段であるため、燃焼騒音が小さく、大きな燃焼空間を必要としない。
【００４２】
本発明燃焼手段は、ガス開口に、網状部材を介して炎孔部材を被覆させた構成であるため、燃料ガスまたは混合ガスはガス開口を通過する際に十分攪拌され、その後に炎孔から噴出される。そのため、本発明の燃焼装置は、燃焼状態が安定しており、供給された燃料を完全燃焼できる。
【００４３】
上記したように、本発明の燃焼装置は、網状部材を介して炎孔部材を被覆させた構成となっており、炎孔部材の熱が網状部材に直ちに伝播される。また、本発明の燃焼装置では、網状部材としてエキスパンドメタルを厚み方向に圧縮したものを採用している。そのため、前記網状部材は厚み方向に平坦であり、炎孔部材や他部材との密着性が高い。従って、本発明の燃焼装置では、炎孔部材の熱がスムーズに網状部材に伝播し、炎孔部材の過昇温に伴う赤熱等の不具合が起こらない。
【００４４】
上記したように、エキスパンドメタルは金属糸を編み込んで作製される金網類に比べて製造コストが低く、耐久性が高い。そのため、上記した構成によれば、製造コストが安価で耐久性に優れた燃焼装置を提供できる。
【００４５】
請求項１３に記載の発明は、燃焼部内に導入された燃料ガスまたは燃料ガスと空気の混合ガスを点火する点火手段を具備しており、燃焼部が、一以上の長辺と、当該長辺よりも短い一以上の短辺とからなる開口形状を有し、前記気化部の一部または全部は燃焼部内に露出しており、前記点火手段が、燃焼部内であって、前記気化部に対して燃焼部の長辺の延伸方向に外れた位置で点火動作を行うことを特徴とする請求項１２に記載の燃焼装置である。
【００４６】
かかる構成によれば、下方に接続される他部材の開口形状や開口領域の大きさにかかわらず点火動作に伴う火移りがスムーズであり、着火不良による未燃成分等の発生が少ない燃焼装置を提供できる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、小型で湯水や熱媒体の加熱効率が高く、燃焼騒音が小さな貯留型温水装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
続いて、本発明の一実施形態である温水装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、１は本実施形態の給湯装置（貯留型温水装置）である。給湯装置１は、大別して燃焼手段２と、貯留手段１０５と、排気手段１２０とを本体ケース２５内に備えたものである。燃焼手段２は、貯留手段１０５の上方に接続されており、排気手段１２０は、貯留手段１０５の下流側に接続されている。
【００４９】
燃焼手段２は、炎孔を下に向けて内蔵されるもので、下方へ向けて火炎を噴出する下方燃焼型（所謂、逆燃焼型）の燃焼形態をとるものである。燃焼手段２は、図２の様に、上から送風機３、駆動機械部４、空気量調節部５、混合部６及び燃焼部７が順次積み重ねられて構成される。混合部６及び燃焼部７の近傍には気化器（気化部）８が設けられ、空気量調節部５と気化器８の間には、流路形成部材１３が配されて空気流路が形成されている。
【００５０】
順次説明すると、送風機３は、鋼板を曲げ加工して作られた凹状のハウジング２０の内部にファン２１が回転可能に配されたもので、ハウジング２０の中央部には、開口２２が設けられている。
【００５１】
駆動機械部４は箱体１０を有し、その天板１２の中央にモータ３０が取り付けられている。モータ３０は、両端部から回転軸３０ａ，３０ｂが突出しており、回転軸３０ａ，３０ｂは、燃焼手段２の略全長を上下へ向けて貫通している。上方側の回転軸３０ａは、ファン２１に接続され、下方側の回転軸３０ｂは、気化器８の回転部材７４に接続されている。即ち、モータ３０の回転駆動により、ファン２１が回転駆動されて下方へ向けて送風（空気供給）を行うと共に、回転部材７４が同時に回転駆動される。
送風機３のモータ３０は、図示しない制御回路部（制御手段）で生成された制御信号によって回転数制御が行われ、燃焼部７側への供給空気量を制御している。
【００５２】
空気量調節部５は、円板状の移動側板状部材４１と方形状の固定側板状部材４２によって構成され、固定側板状部材４２に対して移動側板状部材４１が回転可能に取り付けられたものである。移動側板状部材４１は円板形であり、中央部に設けられた軸挿通孔４１ａの周囲には、放射状に開口（不図示）が設けられている。
【００５３】
一方、固定側板状部材４２は、方形状であり、移動側板状部材４１よりも大きい。固定側板状部材４２の中央部に設けられた軸挿通孔の周囲にも、放射状に開口（不図示）が設けられている。
【００５４】
空気量調節部５は、ステップモータ４０を駆動して移動側板状部材４１を回転させ、移動側板状部材４１と固定側板状部材４２の開口同士の重なり具合を変化させることができる。これにより、開口同士の重なり具合を変化させ開口面積を変動させて、一次空気（気化器８へ直接供給する空気）および二次空気（後述する炎孔ベース６０周辺へ供給する空気）の双方の供給量を最適に調節する構成としている。
【００５５】
流路形成部材１３は、図２の様に、薄板を円錐形に曲げて作られており、内部は空洞で上下に連通している。即ち、流路形成部材１３は、上部と下部に開口を有し、両者は連通しており、上部の開口は、前記した固定側板状部材４２の中心部へ当接し、下部の開口は、後述する一次空気導入筒１５へ連通している。
【００５６】
流路形成部材１３の内側には、燃料パイプ（燃料供給管）１４が固定されている。燃料パイプ１４は、図２０に示すように燃料タンク１６に電磁ポンプ１７を介して接続されている。燃料パイプ１４は、図２や図５のように流路形成部材１３の上部の開口から内部に入り、流路形成部材１３および一次空気導入筒１５を貫通して気化器８の回転部材７４の内部に至るように取り付けられる。
【００５７】
混合部６、燃焼部７及び気化器８は、図３，４の様に、炎孔ベース６０を中心として構成され、炎孔ベース６０の中央部には、気化器８が設けられている。そしてこれらの構成部品がハウジング１１内に収納されている。炎孔ベース６０は、アルミダイカストによって作られたものであり、図３に示すように、複雑な枠組と開口及び溝が設けられている。なお、図３では、炎孔ベース６０の上部に上面板６５を取り付けた状態で示している。
【００５８】
炎孔ベース６０の上面側は、図５の様に、主として燃料ガス及び二次空気の流路形成面として機能し、下面側は図３、図４、図６の様に、炎孔取付け面として機能する。即ち、炎孔ベース６０の上面側には、図５の様に、多数のループ状の垂直壁６２で仕切られた溝６３が設けられており、隣接する垂直壁６２同士の間には、溝６４が設けられている。そして、後述する気化器８で生成された燃料ガスは、上面壁６１と垂直壁６２との間を通り溝６４から下方の炎孔へ向けて噴出して火炎を発生させる。
【００５９】
炎孔ベース６０の下面側には、図６の様に、上面側の溝６３と連通して二次空気の供給路を形成するスリット状の二次空気開口６７が配列されている。この二次空気開口６７の配列された列同士の間には、燃料ガスの流路である溝６４が配されている。後述するように、炎孔部材９は、隣接する二次空気開口６７同士の間に、溝６４を覆うようにして炎孔ベース６０の下面側に当接させて固定される。
【００６０】
また、炎孔ベース６０には、図３、図４に示すように、熱回収壁６０ａが設けられている。熱回収壁６０ａは、炎孔ベース６０の外側縁に沿って下方へ向けて壁状に設けられている。この熱回収壁６０ａは、後述する炎孔部材９の炎孔から下方へ向けて噴出する火炎の熱を回収し炎孔ベース６０へ伝達して昇温させる機能を有する。熱回収壁６０ａは金型を用いて炎孔ベース６０と一体化してダイキャスト製法により製される。
【００６１】
炎孔ベース６０には、図４のように長さおよび形状の異なる３種の第１炎孔部材９ａ、第２炎孔部材９ｂおよび第３炎孔部材９ｃから構成される炎孔部材９が装着され、燃焼部７が形成されている。第１炎孔部材９ａは、図４において、気化器８の左右に７本ずつ配されるものでる。また、第２炎孔部材９ｂは、炎孔ベース６０と略同一の長さを有する長尺の部材であり、図４において、上下から気化器８を挟むように炎孔ベース６０の長手方向へ向けて１本ずつ配される。また、第３炎孔部材９ｃは、第２炎孔部材９ｂと略同一長を有する長尺の部材であり、図４において第２炎孔部材９ｂの上下に隣接して炎孔ベース６０の長手方向へ向けて１本ずつ配されている。第１炎孔部材９ａ、第２炎孔部材９ｂおよび第３炎孔部材９ｃには、いずれもそれぞれの幅方向に伸びる複数の炎孔８０が長手方向に所定の間隔で設けられている。
【００６２】
炎孔ベース６０に装着された炎孔部材９には、保炎部材８６が図６のように被せて固定される。保炎部材８６は、炎孔部材９から噴出する火炎へ供給される二次空気によって火炎が煽られることを防止し、安定した二次空気の供給を確保するためのものである。
【００６３】
保炎部材８６の外形は炎孔ベース６０の熱回収壁６０ａに沿った形状であり、気化器８に相当する部位が切り欠かれている。この保炎部材８６は、図４における炎孔ベース６０の上下方向中央部から２分割された左右対称形状であり、気化器８を上下から挟むようにして炎孔ベース６０に固定される。
【００６４】
図７に示すように、保炎部材８６は、炎孔部材９の炎孔部８１の外形に合わせた溝状の複数の開口８６ａと、当該開口８６ａから離れる方向へ傾斜させて長手両側縁を切り起こして形成される保炎部８６ｂと、隣接する保炎部８６ｂの間に開口８６ａに沿って配列された複数の二次空気開口８６ｃとを備えた部材である。
【００６５】
炎孔部材９および保炎部材８６は、図６のようにして炎孔ベース６０に取付固定される。まず、炎孔ベース６０の炎孔部材９が固定される部位全面に渡って予め網状部材５０が配される。その後、炎孔部材９は、この網状部材５０の上方から、炎孔ベース６０の溝６４を覆うようにして配列される。そして、配列した炎孔部材９の上から、保炎部材８６の開口８６ａと炎孔部材９の炎孔部８１を一致させるように保炎部材８６を被せる。保炎部材８６と炎孔部材９は、ねじ６９によって炎孔ベース６０へ共締め固定される。
【００６６】
さらに詳細に説明すると、網状部材５０は、ＳＵＳ４３０製の薄板に細かい切目を交互に入れたものを引っ張り、金網状に広げるエキスパンド加工を施して多数のメッシュを形成したエキスパンドメタルをさらに厚み方向に圧縮したものを図８のように所定の形状に成型したものである。網状部材５０は、２６Ｗ／ｍ・Ｋ程度の熱伝導率を有し、従来の温水装置で多用されているＳＵＳ３０４製の網等よりも熱伝導特性に優れている。網状部材５０は、炎孔部材９等の赤熱を防止すべく２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する素材で製作されることが望ましく、２４Ｗ／ｍ・Ｋ以上の素材で製作さることがより一層好ましい。
【００６７】
網状部材５０は、図８や図９のように平面視が略菱形のメッシュ５１を有し、厚み方向の段差が殆どなく、平坦な形状となっている。さらに具体的には、網状部材５０は、厚みｔの板体に刻み幅Ｗで細かい切目を入れて引っ張り加工を施し、短目方向の中心距離がＳＷで、長目方向の中心距離がＬＷの菱形の開口形状を有するメッシュ５１を多数有している。本実施形態の態様では、網状部材５１の厚みｔは、１／１０ミリメートルオーダーの大きさであることが望ましく、０．１５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度であることがより望ましい。厚みｔは、０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度であることがより一層好ましい。また、網状部材５１の刻み幅は、１／１０ｍｍオーダーの幅であることが望ましく、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度であることがより望ましい。
【００６８】
さらに、網状部材５０のメッシュ５１の短目方向の中心距離ＳＷは、ミリメートルオーダー程度の大きさであることが望ましく、０．８〜１．５ｍｍ程度であることがより望ましい。さらに、中心距離ＳＷは、０．８ｍｍ〜１．２ｍｍ程度であることがより一層好ましい。メッシュ５１の長目方向の中心距離ＬＷは、ミリメートルオーダーの大きさであることが望ましく、１．８ｍｍ〜２．５ｍｍ程度であることがより望ましい。中心距離ＬＷは、１．８ｍｍ〜２．２ｍｍ程度であることがより一層好ましい。なお、網状部材５１の厚みｔ、刻み幅、中心距離がＳＷ，ＬＷ等のサイズについては、炎孔部材９や炎孔８０の形状等に応じて適宜変更することが望ましい。
【００６９】
網状部材５０は、図８のように平面視が略矩形であり、炎孔ベース６０と略同一の面積を持つものである。網状部材５０には、中央に前記した気化器８を挿通するための開口５２があり、開口５２の周囲であって炎孔ベース６０の溝６４に相当する部位には島状の隆起部５３が形成されている。隆起部５３は、網状部材５０に装着される炎孔部材９の裏面に接触するように成型された山状の部位である。さらに具体的には、隆起部５３は、上記した第１炎孔部材９ａ、第２炎孔部材９ｂおよび第３炎孔部材９ｃの形状に合わせて３種の隆起部５３ａ，５３ｂ，５３ｃが成型されている。
【００７０】
隆起部５３ａは、炎孔ベース６０の溝６４に相当する位置であって、第１炎孔部材９ａが装着される部位に成型されたものである。隆起部５３ａは、図８のように気化器８が挿通される開口５２の左右に７箇所ずつ形成されている。また、隆起部５３ｂ，５３ｃについても隆起部５３ａと同様に溝６４に相当する位置であって、第２炎孔部材９ｂ、第３炎孔部材９ｃが装着される部位に成型されている。即ち、隆起部５３ｂは、炎孔ベース６０と略同一の長さを有し、開口５２を挟むように一箇所ずつ配されている。また、隆起部５３ｃは、炎孔ベース６０と略同一の長さを有し、図８のように隆起部５２ｂの上下に隣接する位置に一箇所ずつ配されている。網状部材５０は、隆起部５３，５３間にねじ６９を挿通するための開口５５が形成されている。
【００７１】
上記したようにして炎孔ベース６０に対して網状部材５０、炎孔部材９および保炎部材をねじ６９によって共締め固定すると、図１０のように炎孔部材９と網状部材５０とが接触する。そのため、炎孔部材９の持つ熱は、網状部材５０側に伝達され、アルミダイキャスト製の炎孔ベース６０側に伝播され、放熱される。従って、炎孔部材９は、長時間にわたって火炎が形成されてもさほど高熱にならず、赤熱等の現象が起こらない。
【００７２】
図４に示すように、燃焼部７は開口形状が矩形の熱回収壁６０ａによって囲まれた領域であり、熱回収壁６０ａの長辺Ｌ，Ｌの中心を結ぶ中心線ＬＣと、短辺Ｓ，Ｓの中心を結ぶ中心線ＳＣとが交差する部分に気化器８が露出している。燃焼部７には、ハウジング１１の外側から点火プラグ８２および火炎の有無を検知するフレームロッド８３とが挿通されている。
【００７３】
本実施形態の温水装置１では、点火特性を向上させるべく点火プラグ８２が長辺Ｌ，Ｌを結ぶ中心線ＬＣから外れた位置に挿入されている。また、フレームロッド８３は、ほぼ中心線ＬＣに相当する位置に挿入されている。
【００７４】
さらに具体的には、通常、燃焼手段２は、点火プラグ８２によって燃焼ガスあるいは混合ガスが点火されると、火炎は図１３（ａ）に示すように送風機２のファン２２により発生する気流Ｆ１の影響を受けて気化器８を中心として伝播し、燃焼部７全体に拡がる。しかし、本実施形態の温水装置１のように下方に円筒形の貯留手段１０５を配した場合、図１３（ｂ）に示すように燃焼手段２の燃焼部７の開口領域に対する貯留手段１０５の開口領域のはみ出し部Ｂ側にファン２２によって発生する気流Ｆ２が流れ込む。そのため、例えば図１３（ｂ）の点Ｐ１のように気化器８の近傍であってもはみ出し部Ｂに近い位置で点火動作を行っても、気流Ｆ２，Ｆ３の影響で他の炎孔８０への火移りがうまくいかないおそれがある。また、点Ｐ１に相当する位置は、図１３（ｂ）において短辺Ｓの中心線ＳＣよりも下方にあり、気化器８に相当する位置を中心として発生する気流Ｆ２の下流に相当する位置であるため、短辺Ｓの中心線ＳＣよりも上方の領域への火移りが困難であり、全ての炎孔８０において点火が完了するまでに相当の時間を要すると想定される。
【００７５】
そこで、本実施形態の温水装置１では、図１３（ｃ）のように、燃焼室７に対して想定される中心線ＬＣから長辺Ｌの延伸方向に外れた位置であって、気流Ｆ２，Ｆ３の上流である中心線ＳＣに近い位置において点火動作を行う構成としている。そのため、燃焼手段２は、点火動作を行うと直ちに燃焼部７全体に火移りする。
【００７６】
炎孔部材９と保炎部材８６は上記構造で炎孔ベース６０へ固定されているため、溝６４を介して供給される燃料ガスは、網状部材５０を通過する際に十分攪拌され、炎孔部材９の炎孔８０から噴出する。炎孔８０から噴出した燃料ガスは、図１のように燃焼部７の側面側から接続された点火プラグ８２によって点火され火炎を形成する。また、二次空気開口６７を介して供給される二次空気は、保炎部材８６の開口８６ａを介して火炎の両側に供給される。このとき、保炎部８６ｂにより、二次空気が直接火炎を煽ることを防止しつつ火炎に均一に二次空気が供給され、完全燃焼を促進して有害ガスの排出を抑える。
【００７７】
気化器８は、図２、図５に示すように、気化室７０と回転部材７４によって構成される。気化室７０は、底面部７１と周部７２を持つ円筒体であり、底面部７１は閉塞し、上部は開口している。即ち、気化室７０は窪んだ形状であり、底面部７１及び周部７２は閉塞していて気密・水密性を持ち、上部は開放されている。気化室７０は、前記した様に底面部７１及び周部７２を持ち、あたかもコップの様な形状であり、炎孔ベース６０の中央部分に取り付けられている。従って気化器８の一部たる気化室７０の外壁部分は燃焼部に露出する。
【００７８】
気化室７０の底面部７１内には、気化器ヒータ７３が内蔵されている。この気化器ヒータ７３に通電することにより底面部７１が発熱し、さらにこの熱が気化室７０の壁を伝導し、気化室７０の内壁が全体的に加熱される機能を有する。これにより、回転部材７４によって気化室７０の内部へ飛散された液体燃料を気化し易くする機能を有している。
【００７９】
回転部材７４は、前記したモータ３０の回転軸３０ｂに取り付けられて一体的に回転するもので、円板の周縁を切り起こして多数の撹拌羽根７４ａを設けた形状である。回転部材７４は、燃料パイプ１４を介して供給（滴下）される液体燃料を回転による遠心力によって飛散させるものである。回転部材７４に滴下され飛散した燃料は、気化室７０の内部で熱によって気化させて燃料ガスとなる。気化された燃料ガスは、回転部材７４によって送風機３から供給される一次空気と撹拌され、均一な混合ガスとなる。気化した燃料ガスは、図５のように炎孔ベース６０の上面側の垂直壁６２，６２間に形成された溝６４に流入し、溝６４を介して炎孔ベース６０の下面側に流れる。燃料ガスは、炎孔ベース６０の下面側に溝６４を覆うように装着されている炎孔部材９の炎孔８０から噴出され、下方に向けて火炎を形成する。そのため、燃焼手段２は、貯留手段１０５側に開口した燃焼部７全体に均一な火炎を形成する。
【００８０】
上記した燃焼手段２の下方には、図１１のような接続部材９０（結合手段）を介して貯留手段１０５が接続されている。接続部材９０は、貯留手段１０５側に装着される枠部材９１と、貯留手段１０５の上端部１０５ｂ（熱交側開口端）に装着される貯留側接続部材９２、燃焼手段２の燃焼部７の下端部７ａ（燃焼側開口端）に装着される燃焼側接続部材９３、係合部材９４、並びに、押圧部材１０４を具備している。枠部材９１は、フランジ９５によって包囲され、燃焼側接続部材９３が嵌め込まれる桝部９６を有する。枠部材９１は、貯留側接続部材９２が嵌め込まれる嵌合部９７と筒部９８とが桝部９６の略中央部から下方（貯留手段１０５側）に突出した形状となっている。
【００８１】
嵌合部９７は、外周が貯留手段１０５の内周に沿う形状であり、筒部９８側に向けて徐々に縮径している。筒部９８は、外形が貯留手段１０５の内径よりも小さく、両端が開口している。枠部材９１は、筒部９８を貯留手段１０５の上端部に接続されている。
【００８２】
貯留手段１０５に装着された枠部材９１のフランジ９５には、図１１のように一対の係合部材９４、９４が対向するように装着され、一体化されている。係合部材９４は、押圧部材１０４と組み合わせ、燃焼手段２と貯留手段１０５に接続された枠部材９１との接続に使用されるものである。さらに具体的に説明すると、係合部材９４は、フランジ９５の外周に当接する当接部９４ａと、当接部９４ａに対して上方に突出した２つの係合片９４ｂ，９４ｂを有する。
【００８３】
また、押圧部材１０４は、図１１のように燃焼手段２の下流端にあるフランジ１１ａに予め装着されている。押圧部材１０４は、燃焼手段２のフランジ１１ａに当接する当接部１０４ａと、係合部材９４の係合片９４ｂ，９４ｂを挿入するための開口１０４ｂ，１０４ｂとを有する。
【００８４】
燃焼手段２と貯留手段１０５との接続は、図１１，１２のように、予め貯留手段１０５に装着された枠部材９１に貯留側接続部材９２および燃焼側接続部材９３を嵌め込み、この上方に燃焼手段２を重ねると共に、枠部材９５に装着された係合部材９４，９４の係合片９４ｂ，９４ｂが燃焼手段２のフランジ１１ａに装着された押圧部材１０４，１０４の
開口１０４ｂ，１０４ｂに嵌るように燃焼手段２を枠部材９１の上方から被せる。その後、燃焼手段２およびこれに装着された押圧部材１０４を図１２の矢印Ｐで示すように押し込むと、当接部材１０４が枠部材９１側に近づく。これにより、枠部材９１の桝部９６と押圧部材１０４の当接部１０４ａとの間に燃焼手段２のフランジ１１ａ、貯留側接続部材９２および燃焼側接続部材９３が挟持され、固定される。
【００８５】
貯留側接続部材９２は、セラミックやグラスウール等で製された耐熱性を有する環状の部材であり、枠部材９１の嵌合部９７に沿う形状に成型されたものである。また、燃焼側接続部材９３は、貯留側接続部材９２と同様にセラミックやグラスウール等で製された耐熱性を有する部材であり、フランジ９５によって囲まれた桝部９６に嵌め込まれるものである。
【００８６】
図１４に示すように、燃焼手段２は、燃焼部７の下端部７ａの開口形状が矩形である。また、貯留手段１０５の上端部１０５ｂの開口形状は円形である。そのため、燃焼手段２と貯留手段１０５とを重ね合わせると、図１４に示すように燃焼部７の開口領域中に貯留手段１０５の開口領域の外に出るはみ出し部Ａが発生する。また逆に、貯留手段１０５の開口領域中には、燃焼手段２の開口領域の外に出るはみ出し部Ｂが発生する。本実施形態の温水装置１では、はみ出し部Ａが燃焼側連結部材９３によって閉塞されており、はみ出し部Ｂが貯留側接続部材９２によって閉塞されている。
【００８７】
さらに具体的には、図１１や図１５のように燃焼側連結部材９３には、はみ出し部Ａに相当する形状の閉塞部９３ａがある。また、貯留側接続部材９２には、図１１や図１６のように鍔状の閉塞部９２ａがある。上記したはみ出し部Ａ，Ｂは閉塞部９２ａ，９３ａによって閉塞されている。
【００８８】
貯留側接続部材９２および燃焼側接続部材９３の中央部には、開口１０２，１０３が設けられている。開口１０２，１０３は、図１４や図１５，１５に示すように、燃焼手段２を貯留手段１０５上に重ね合わせた時に、燃焼部７の下端部７ａ側の開口領域と、貯留手段１０５の上端部１０５ｂ側の開口領域とが重なり合う領域に相当する形状となっている。そのため、燃焼手段２において発生した燃焼ガスは、もれなく後述するガス滞留部１００および煙管１０１に流れ込む。
【００８９】
貯留手段１０５は、上端側が蓋部９９によって閉塞されている。貯留手段１０５の上端側には、蓋部９９と枠部材９１の筒部９８とによって包囲されたガス滞留部１００が形成されている。蓋部９９には、多数の開口が設けられており、そのそれぞれに煙管１０１（燃焼ガス通路）が挿通されている。煙管１０１は、両端が開口した筒体であり、貯留手段１０５の内部空間１０６を上下方向に貫通している。煙管１０１には、燃焼手段２において発生し、ガス滞留部１００に流入した高温の燃焼ガスが流れる。
【００９０】
煙管１０１の内部には、図１に示すように、邪魔部材１０７が挿入されている。邪魔部材１０７は、図１９に示すように煙管１０１の開口径  と略同一である帯状の板体１０７ａに半円状の切り目を設け、互い違いに折り返すことにより、連通部１０７ｂおよび偏向部１０７ｃを形成したものである。これにより、煙管１０１の上端側から下端側に流れる燃焼ガスは、図１および図１９に矢印で示すように煙管１０１内を屈曲しながら下流側に流れる。そのため、煙管１０１内を流れる燃焼ガスは、通過速度が緩やかであり、貯留手段１０５内の湯水や熱媒体と十分に熱交換を行う。
【００９１】
貯留手段１０５は、図１１のように円筒形のタンクであり、図１７のように底部１０８により閉塞されている。貯留手段１０５の内部空間１０６に挿通されている煙管１０１は、底部１０８の下方にある排気手段１２０側に突出している。
【００９２】
貯留手段１０５の周部には、図１７や図２０のように内部空間１０６と連通した保護流路接続口１１４、流入口１１５および流出口１１６，１１７が設けられている。保護流路接続口１１４および流出口１１６，１１７は、いずれも貯留手段１０５の上端側であって貯留手段１０５の高さ方向に対して同位置に開口している。
【００９３】
保護流路接続口１１４には、後述する保護流路１３５が接続されている。また、流入口１１５および流出口１１６，１１７には、それぞれ後述する貯留流入路１３３、高温流出路１３１および低温流出路１３２が接続されている。流出口１１６，１１７は、いずれも整流手段１１０よりも上方側の内部空間１０６（上部空間１０６ａ）に連通している。本実施形態の温水装置１は、燃焼手段２を貯留手段１０５の上端側に接続した構成であり、貯留手段１０５の上端側に近づくほど高温になる傾向にある。
【００９４】
貯留手段１０５の内周と、貯留手段１０５の上流側（図１７上方側）に接続された筒部９８の外周との間には、環状の整流手段１１０が設けられている。整流手段１１０は、図１８のようなドーナツ状の部材である。整流手段１１０は、表面１１０ａ側の周部が湾曲している。
【００９５】
貯留手段１０５は、内部空間１０６を上下に分割し、上部空間１０６ａおよび下部空間１０６ｂとを形成している。整流手段は１１０は、厚み方向に貫通した多数の連通孔１１１を有する。連通孔１１１は、周方向に複数設けられているが、その開口径および密度が部位によって異なる。
【００９６】
さらに具体的には、上記した保護流路接続口１１４、流入口１１５および流出口１１６，１１７は、それぞれ貯留手段１０５の側面１０５ａに対して平面視で図１７（ａ）に示すような位置関係で配置されている。流出口１１６の延伸方向Ｌ１は、保護流路接続口１１４、流入口１１５および流出口１１７の延伸方向Ｌ２と交差し、直交している。そのため、保護流路接続口１１４、流入口１１５および流出口１１６，１１７からの距離を指標とし、図１７のように内部空間１０６を２つのエリアＳ１，Ｓ２に分類した場合、貯留手段１０５の内部空間１０６内に貯留されている湯水や熱媒体は、エリアＳ１内を優先的に流れる。従って、貯留手段１０５内のエリアＳ１側にある湯水や熱媒体の動圧は、エリアＳ２側の動圧よりも高くなる傾向にある。
【００９７】
本実施形態の温水装置１において、貯留手段１０５内に設置されている整流手段１１０に設けられている連通孔１１１は、大別して上記したエリアＳ１に相当する位置にある複数の連通孔１１１ａと、エリアＳ２に相当する位置にある複数の連通孔１１１ｂとから構成されている。また、エリアＳ１側にある複数の連通孔１１１ａは連通孔群１１２を構成しており、エリアＳ２側にある複数の連通孔１１１ｂは連通孔群１１３を構成している。      
【００９８】
連通孔１１１ａは、連通孔１１１ｂよりも開口径が小さく、流路抵抗が大きい。また、エリアＳ１に設けられている連通孔群１１１ａは、エリアＳ２側の連通孔群１１１ｂよりも低密度に設けられている。そのため連通孔群１１２は、連通孔群１１３よりも流路抵抗が大きく、湯水や熱媒体が流れにくい。そのため、本実施形態の温水装置１では、保護流路接続口１１４や流入口１１５、流出口１１６，１１７に近いエリアＳ１およびこれらの接続口から離れたエリアＳ２のいずれの領域も、湯水や熱媒体の動圧および攪拌状態が略同一であり、特に高温になると想定される上部空間１０６ａ内の動圧分布や攪拌状態が均一となる。従って、温水装置１では、貯留手段１０５内の湯水や熱媒体の攪拌状態や温度分布は、保護流路接続口１１４や流入口１１５、流出口１１６，１１７等の接続口からの遠近によらず略均一であり、局部での沸騰現象等の不具合が起こらない。
【００９９】
貯留手段１０５の下端側には、金属板によって製されたフランジ部材１１８が固定されている。フランジ部材１１８は、外形が後述する排気集合部１２１の開口形状と略同一の部材であり、集合排気部１２１の開口部分を閉塞するものである。フランジ部材１１８は、貯留手段１０５の外側に向かって延伸した略環状のフランジ部１１８ａと、排気筒支持部１１８ｂとを有する。排気筒支持部１１８ｂは、排気筒１２２が接続される部分であり、貯留手段１０５を貫通する煙管１０１を通過してきた燃焼ガスを排気筒１２２側に送るための開口１１８ｃがある。
【０１００】
貯留手段１０５の下方には、排気手段１２０の排気集合部１２１が接続されている。排気集合部１２１は、排気集合筒１２５と断熱材押圧部材１２７との間に排気断熱材１２６を介在させたものであり、上方（貯留手段１０５側）に向けて開口している。排気断熱材１２６は、排気集合筒１２５の内壁１２５ａおよび底面１２５ｂに沿う形状で、上方に向けて開口している。また、断熱材押圧部材１２７は、排気部断熱材１２６の内壁１２６ａおよび底面１２６ｂに沿う形状で、上方に向けて開口しており、排気断熱材１２６を排気集合筒１２５側に押しつけ、圧縮固定する。
【０１０１】
排気集合部１２１は、排気集合筒１２５、排気断熱材１２６および断熱材押圧部材１２７を重ね合わせて形成されるものであり、断熱材押圧部材１２７の内側に貯留手段１０５が接続される貯留手段接続部１２１ａと、排気筒１２２が接続される排気筒接続部１２１ｂとが形成される。貯留手段接続部１２１ａに貯留手段１０５の下端部を挿入すると、貯留手段１０５に装着されたフランジ部材１１８が排気集合部１２１の上方に覆い被さる。フランジ部材１１８が排気集合筒１２５にねじ止めされると、フランジ部材１１８によって排気集合部１２１の開口部分が閉塞されると共に、断熱材押圧部材１２７が排気集合筒１２５側に押しつけられ、排気断熱材１２６が圧縮固定される。貯留手段１０５を通過した燃焼ガスは、排気集合部１２１および排気筒１２２を通過し、排気筒１２２の上端側に設けられた排気口１２３から排出される。
【０１０２】
温水装置１は、図２０に示すような流水回路１３０を備えている。流水回路１３０は、図示しない暖房機器等の負荷端末に温水装置１において加熱された湯水や熱媒体が流れるものである。流水回路１３０は、貯留手段１０５に接続された高温流出路１３１、低温流出路１３２、貯留流入路１３３および保護流路１３５を具備している。
【０１０３】
高温流出路１３１は、貯留手段１０５の上端側にある流出口１１６に接続された流路であり、貯留手段１０５内の湯水や熱媒体を図示しない暖房機器等の負荷端末に供給するものである。
【０１０４】
低温流出路１３２は、貯留手段１０５の上端側にある流出口１１７に接続された流路であり、主として貯留手段１０内の湯水を負荷端末側に供給する流路である。低温流出路１３２は、中途に熱動弁１３６を具備しており、貯水部１３７に接続されている。
【０１０５】
貯水部１３７には、貯留手段１０５内の水位を検知する水位センサ１３８と、圧力リーク弁１４０とが接続されている。貯水部１３７には、リザーブタンク１４１が付属しており、貯留手段１０５内の水位が低下した際に貯水部１３７を介して熱媒体や湯水を補給することができる。
【０１０６】
貯水部１３７には、負荷端末側から戻る湯水や熱媒体が流れる負荷復路１４２が接続されている。また、貯水部１３７には、低温流出路１３２や負荷復路１４２から流入した湯水や熱媒体を流出するバイパス流路１４３が接続されている。バイパス流路１４３の中途には、循環ポンプ１４５が設けられている。バイパス流路１４３は、負荷端末に湯水や熱媒体を供給する負荷往路１４６と貯留流入路１３３との接続部１４７に接続されている。
【０１０７】
保護流路１３５は、図示しない負荷端末の作動停止時に作用する循環ポンプ１４５の圧力のリークや、貯留手段１０５内の湯水や熱媒体の膨張により流出する湯水や熱媒体を貯水部１３７側に逃がすためのものである。即ち、保護流路１３５は、負荷端末の停止中に循環ポンプ１４５により圧送される湯水や熱媒体を貯留手段１０５側に戻す流路であり、循環ポンプ１４５の焼き付きを防止する保護手段として機能する。また、保護流路１３５は、貯留手段１０５内における湯水や熱媒体の膨張、収縮を調整すべく設けられたものである。
【０１０８】
続いて本実施形態の温水装置１の動作について説明する。温水装置１は、負荷端末の運転スイッチをオン状態にすると、図示しない制御回路部が気化器ヒータ７３および補助ヒータ７５への通電を開始し、気化器８および炎孔ベース６０の予熱が開始される。予熱が完了すると、制御回路部は、ステップモータ４０を駆動して空気量調節部５の開度を所定値に制御し、モータ３０を所定回転数で駆動する。そして、制御回路部は、電磁ポンプ１７を駆動させ、液体燃料（本実施形態では石油を使用）を燃料パイプ１４を介して気化室７０の内部に噴射する。
【０１０９】
気化室７０の内部に噴射された液体燃料は、回転部材７４で回転力を受けて気化室７０の加熱された周部７２へ飛散して気化され、送風機３から供給される空気と撹拌羽根７４ａで撹拌されて予混合された燃料ガス（混合ガス）が生成される。生成された燃料ガスは、図５の様に、気化室７０から炎孔ベース６０の上面に沿って上面壁６１との間を流動し、溝６４を通じて炎孔部材９（９ａ，９ｂ，９ｃ）の炎孔８０から噴出する。
【０１１０】
また、送風機３から空気量調節部５を介して上面板６５に向けて空気が供給され、上面板６５の開口から流入した空気は炎孔ベース６０の溝６３を介して二次空気開口６７から二次空気として炎孔部材９の間へ噴出する。そして、制御回路部は、点火プラグ８２によって燃料ガスへ点火して燃焼を開始する。
【０１１１】
燃焼手段２において燃焼が開始されると、高温の燃焼ガスが発生し、下方に接続された貯留手段１０５側に流れ、貯留側接続部材９２および燃焼側接続部材９３の開口１０２，１０３を経てガス滞留部１００内に流入する。ガス滞留部１００内に流入した高温の燃焼ガスは、蓋部９９から突出している各煙管１０１に流入する。
【０１１２】
各煙管１０１内に流入した燃料ガスは、内部に設置された邪魔部材１０７によって形成される屈曲通路状のガス通路を通過する。そのため、燃料ガスは、邪魔部材１０７により流速が低減され、ゆっくりと下流側に向かって流れる。
【０１１３】
煙管１０１内を流れる燃料ガスは、貯留手段１０５内に貯留されている湯水や熱媒体と熱交換する。これにより、貯留手段１０５内の湯水は加熱され、徐々に高温になる。燃焼ガスは、煙管１０１の下流端（貯留手段１０５の下端側）に至ると、貯留手段１０５の下方に接続された排気手段１２０の排気集合部１２１内に流入する。排気集合部１２１内に流入した燃焼ガスは、排気筒接続部１２１ｂに接続された排気筒１２２内に開口１１８ｃを介して流入し、排気口１２３から排出される。
【０１１４】
燃焼ガスとの熱交換により貯留手段１０５内の湯水が高温になると、熱動弁１３６が低温流出路１３２を開状態とする。熱動弁１３６が開状態となると、制御回路部は、循環ポンプ１４５を作動させる。これにより、貯水部１３７に貯留手段１０５から高温の湯水が流入すると共に、暖房機器等の負荷端末側から負荷復路１４２を介して低温の湯水あるいは熱媒体が流入し、混合される。貯水部１３７において混合された湯水あるいは熱媒体は、バイパス流路１４３を流れ、接続部１４７に至る。
【０１１５】
接続部１４７に至った湯水あるいは熱媒体の一部は、貯留流入路１３３を流れ、貯留手段１０５に戻って加熱される。一方、負荷往路１４６側に流入した湯水あるいは熱媒体は、負荷端末に供給される。
【０１１６】
上記したように、本実施形態の温水装置１は、貯留手段１０５の上方に燃焼手段２を設けた構成であるため、大きな燃焼室等を設ける必要がない。そのため、本実施形態の温水装置１は、装置構成が極めてコンパクトである。
【０１１７】
また、温水装置１は、燃焼手段２が貯留手段１０５の上方にあるため、例えば負荷端末や貯水部１３７から貯留手段１０５に流入する熱媒体や湯水の温度が低く、ドレンが発生したとしても、このドレンは燃焼手段２にはかからない。そのため、本実施形態の温水装置１は、ドレン等の影響を受けず安定した燃焼作動を行える。
【０１１８】
上記したように、温水装置１は、開口形状の異なる燃焼手段２と貯留手段１０５とを接続すべく、燃焼部７の下端部７ａに燃焼側接続部材９３を装着すると共に、貯留手段１０５の上端部１０５ｂに貯留側接続部材９２を装着し、これらによってはみ出し部Ａ，Ｂを閉塞した構造となっている。また、燃焼側接続部材９３および貯留側接続部材９２には燃焼部７および貯留手段１０５の開口領域が重複する部分に開口１０２，１０３を設けた構成となっている。そのため、温水装置１では、燃焼手段２において発生した燃焼ガスは、もれなく貯留手段１０５側に導入される。従って、温水装置１は、燃焼手段２における燃焼作動に伴って発生する熱エネルギーを十分回収できる。
【０１１９】
また、上記したように、接続部材９０は、貯留側接続部材９２と燃焼側接続部材９３とを別々に成型したものであるため、作製が容易であり、製造コストが安い。
【０１２０】
上記したように、接続部材９０は、枠部材９１に嵌め込まれた貯留側接続部材９２および燃焼側接続部材９３を嵌め込み、これらと燃焼手段２のフランジ１１ａとを枠部材９１に装着された係合部材９４および押圧部材１０４で挟み込んで一体化する構成となっている。そのため、フランジ１１ａ、貯留側接続部材９２、燃焼側接続部材９３および枠部材９１の間には隙間が発生しない。従って、温水装置１は、燃焼手段２と貯留手段１０５との接続部分が気密状態となっており、燃焼ガスは外部に流出しない。
【０１２１】
燃焼手段２は、燃焼部７に配置された複数の炎孔部材９の炎孔８０に火炎が形成され、燃焼部７全体に火炎が形成される。そのため、燃焼手段２は、燃焼部７全体にわたって均等に燃焼ガスが発生する。従って、本実施形態の温水装置１は、燃焼ガスが貯留手段１０５に設けられた全ての煙管１０１に対して略均等に流入する。
【０１２２】
また、上記した燃焼手段２は、液体燃料を気化して発生する燃焼ガスと、空気との混合ガスを燃焼するものであり、燃料を燃焼室内に噴霧して燃焼する燃焼形態をとる燃焼手段よりも騒音が小さい。
【０１２３】
燃焼手段２は、燃料ガスあるいは燃料ガスと空気の混合ガスが通過する溝６４と炎孔部材９との間に網状部材５０が介在しているため、燃料ガスや混合ガスは十分攪拌された後に炎孔８０から噴出される。そのため、燃焼手段２は、燃焼状態が極めて安定しており、供給された燃料ガスを完全燃焼できる。
【０１２４】
また、網状部材５０は、エキスパンドメタルを厚み方向に圧縮したものを用いて成型されたものであり、厚み方向の凹凸が少ない。そのため、上記実施形態では、炎孔ベース６０および炎孔部材９と網状部材５０との密着性が高く、炎孔部材９の熱を炎孔ベース６０側にスムーズに逃がすことができる。従って、燃焼手段２は、例えば長時間にわたって燃焼作動を行う場合や、燃焼量が小さく火炎が炎孔部材９に近づいた状態で燃焼作動を行う場合のように炎孔部材９が過度に高温となると想定される条件下で燃焼作動を行ったとしても炎孔部材９の赤熱や損傷等の不具合が起こらない。
【０１２５】
上記実施形態では、網状部材５０は、炎孔部材９や炎孔ベース６０との密着性を向上すべくエキスパンドメタルを厚み方向に圧延したものを素材として作製した構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、エキスパンドメタルをそのまま使用したものや、金属糸を編み込んで作製した金網類を用いて作製したものであっても良い。
【０１２６】
温水装置１は、燃焼手段２において発生した高温の燃焼ガスが下方に流れ、貯留手段１０５において熱交換をした後、排出される構成となっている。通常、高温の燃焼ガスは、上方に向けて流れやすく、下方には流れにくい。そのため、本実施形態の温水装置１では、高温の燃焼ガスがゆっくりと下降し、貯留手段１０５内の湯水や熱媒体と十分熱交換されてから排出される。従って、本実施形態の温水装置１によれば、燃焼により発生した熱エネルギーを効率よく回収できる。
【０１２７】
上記したように、燃焼装置１は、貯留手段１０５のうちでも最も高温になり、湯水や熱媒体の沸騰現象が起こるおそれがある貯留手段１０５の上端側に整流手段１１０を設け、貯留手段１０５と流水回路１３０との接続部からの距離に基づく温度ムラの発生を防止している。そのため、本実施形態の温水装置１では、湯水や熱媒体の流れの滞留に起因する沸騰現象等の不具合が発生しない。
【０１２８】
本実施形態の温水装置１では、貯留手段１０５の上端側に高温の湯水や熱媒体が貯留されているため、この熱によって燃焼手段２の燃焼室７近傍は低温になりにくい。そのため、温水装置１は、燃焼手段２において気化された液体燃料の再液化が起こりにくく、燃焼状態が極めて安定している。
【０１２９】
上記実施形態では、燃焼騒音を低減すべく、石油等の液体燃料を気化させた燃料ガスを燃焼する所謂気化式の燃焼形態をとる燃焼手段を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、燃料を燃焼室内に噴霧して燃焼する燃焼形態をとる燃焼手段を採用したものであってもよい。
【０１３０】
上記実施形態では、熱交換手段として貯留手段１０５を採用した温水装置１を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば内部を燃焼ガスが通過する燃焼室の外周に湯水や熱媒体が流れる水管を巻き付けたもの等いかなる形状、形式の熱交換手段を備えたものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の一実施形態である温水装置の内部構造を示す正面図である。
【図２】図１の温水装置が備える燃焼手段の断面図である。
【図３】図２の燃焼手段の炎孔ベースを示す斜視図である。
【図４】図３の炎孔ベースを示す平面図である。
【図５】図３，４に示す炎孔ベースに装着される気化器の周辺を示す斜視図である。
【図６】図３，４に示す炎孔ベースへの炎孔部材および保炎部材の取り付け構造を示す分解斜視図である。
【図７】図２の燃焼手段において採用されている保炎部材を示す平面図である。
【図８】図２の燃焼手段において採用されている網状部材を示す平面図である。
【図９】図８の網状部材の要部を拡大した斜視図である。
【図１０】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図１の温水装置が備える燃焼手段と貯留手段の接続構造を示す分解斜視図である。
【図１２】図１の温水装置が備える燃焼手段と貯留手段の接続構造を示す斜視図である。
【図１３】図１の温水装置が備える燃焼手段における気流と火移りの関係を示す説明図である。
【図１４】図１の温水装置が備える燃焼手段の開口領域と貯留手段の開口領域との重複部分を示す模式図である。
【図１５】燃焼側接続部材を示す正面図である。
【図１６】貯留側接続部材を示す正面図である。
【図１７】（ａ）は、図１の温水装置が備える貯留手段に枠部材を装着した状態を示す平面図であり、（ｂ）は、同（ａ）の正面図である。
【図１８】（ａ）は、図１の温水装置が備える整流手段を示す正面図であり、同（ｂ）は同（ａ）の斜視図であり、同（ｃ）は同（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１９】図１の温水装置が備える邪魔部材を示す斜視図である。
【図２０】図１の温水装置の作動原理図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１  温水装置
２  燃焼手段（燃焼装置）
７  燃焼部
７ａ  下端部（燃焼側開口端）
８  気化器
９  炎孔部材
１１ａ  フランジ
５０  網状部材
５１  メッシュ
５３  隆起部
６０  炎孔ベース
６４  溝（ガス開口）
８０  炎孔
８２  点火プラグ
９０  接続部材（結合手段）
９１  枠部材
９２  貯留側接続部材
９３  燃焼側接続部材
９４  係合部材（挟持部材）
１０１  煙管（燃焼ガス通路）
１０２，１０３  開口
１０４  押圧部材（挟持部材）
１０５  貯留手段（熱交換手段）
１０５ｂ  上端部（熱交側開口端）
１０６  内部空間
【図１】
2005121292.tif 000003
【図２】
2005121292.tif 000004
【図３】
2005121292.tif 000005
【図４】
2005121292.tif 000006
【図５】
2005121292.tif 000007
【図６】
2005121292.tif 000008
【図７】
2005121292.tif 000009
【図８】
2005121292.tif 000010
【図９】
2005121292.tif 000011
【図１０】
2005121292.tif 000012
【図１１】
2005121292.tif 000013
【図１２】
2005121292.tif 000014
【図１３】
2005121292.tif 000015
【図１４】
2005121292.tif 000016
【図１５】
2005121292.tif 000017
【図１６】
2005121292.tif 000018
【図１７】
2005121292.tif 000019
【図１８】
2005121292.tif 000020
【図１９】
2005121292.tif 000021
【図２０】
2005121292.tif 000022